나노기술 및 정책 정보

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● 일본 분자과학연구소의 세가와 야스토모 교수 연구팀 등이 전(全) 불소화 탄소 나노링 ‘퍼플루오로사이클로파라페닐렌(Perfluorocycloparaphenylenes, PFCPP)’을 합성하는 데 최초로 성공

● 사이클로파라페닐렌(CPP)은 차세대 탄소 재료 중 하나인 탄소나노튜브의 가장 심플하고 짧은 부분 구조로 알려져 있으며, 유기 전자재료로 기대되고 있을 뿐만 아니라 탄소나노튜브의 정밀 합성 소재로도 주목받고 있음

● CPP의 수소 원자를 다양한 원자로 대체하는 연구가 활발히 이루어져 왔지만, CPP의 모든 수소 원자를 다른 원자로 대체하여 합성할 수 있었던 방법은 없었음

● 연구팀은 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 ‘PFCPP’를 합성하는 데 최초로 성공했으며, 개발된 방법을 이용하면 값비싼 귀금속 촉매를 사용하지 않고 저렴한 니켈을 사용할 수 있으며 시판 화합물로부터 단 2단계의 공정으로 합성 가능

● 또한, 시간분해발광측정 결과, 불소 원자에 의해 CPP의 전자적 성질이 크게 변화되어 저온에서 인광 발광을 나타내는 것을 확인

● 본 연구는 탄소나노튜브의 정밀 합성에 큰 진보일 뿐만 아니라 불소 원자를 다수 갖는 새로운 유기 기능성 재료의 개발을 촉진하는 획기적인 성과이며, 불소 원자의 도입은 분자의 전자적·광학적 성질을 크게 변화시키기 때문에 향후 전자 재료에도 응용될 것으로 기대

※ Nature Communications 게재(2022.06.28.), “Perfluorocycloparaphenylenes”